北崮山西墅花园安置小区北坡灾害治理方案.docx
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1、 连云港市北崮山西墅花园安置小区北坡崩塌滑坡地质灾害治理设计方案三峡大学建筑设计研究院 年 月项目名称:连云港市北崮山西墅花园安置小区北坡崩塌滑坡地质灾害治理设计方案委托单位:连云港海润置业有限公司承担单位:三峡大学建筑设计研究院项目负责:编 写:校 对:审 核:三峡大学建筑设计研究院单位负责人:总工程师: 目 录1概述11.1 前言11.2 设计依据12 基本地质条件22.1 气象水文22.2 地质概况33 边坡特征及稳定性评价83.1边坡边界、规模、形态特征83.2边坡特征93.3 边坡近期变形特征133.4 边坡影响因素分析143.5边坡稳定性计算及评价153.6边坡发展变化趋势及危害性
2、预测174 治理工程设计184.1 设计目标及设计原则184.2 治理方案选择204.3 单项工程设计225 滑坡防治监测245.1施工期监测255.2完建期监测255.3 滑坡防治监测方法266 施工组织设计276.1 施工条件276.2 施工程序276.3 施工进度276.4施工要求276.5 施工布置296.6 施工管理与监理296.7 施工注意事项307 环境保护设计307.1 环境影响分析307.2 环境保护设计318 工程概算328.1 概算编制依据328.2 建筑工程部分工程量及概算328.3 治理工程总概算359 结语3637三峡大学建筑设计研究院 连云港市北崮山西墅花园安置小
3、区北坡崩塌滑坡地质灾害治理设计方案1概述1.1 前言北崮山位于连云港市连云区西墅村境内,由于城市建设的需要,修建西墅花园小区时对北崮山南侧斜坡进行了人工开挖,对该区域的地质环境产生了一定的不利影响,形成人工高切坡,并且造成坡体局部稳定性差,已经诱发小规模岩体崩塌与土体滑坡地质灾害,直接威胁着小区居民生命财产的安全。项目所在地图1-1 项目所在地交通位置图1.2 设计依据1)建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002);2)滑坡防治工程设计与施工技术规范(DZ/T 0219-2006);3)锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001);4)混凝土结构设计规范(GB50010-200
4、2);5)建筑地基基础设计规范(GB50007-2002);6)砌体结构设计规范(GB50003-2001);7)岩土工程勘察规范(GB50021-2001);8)砌体工程施工质量验收规范(GB50203-2002);9)混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002);其它相关规程、规范。2 基本地质条件2.1 气象水文连云港地区属北暖温带南部,海洋性气候特征明显,气候温和湿润,四季分明,属大陆近海过渡性气候类型,受季风的影响比较显著。据气象资料:连云港市年平均降水量1000mm左右,29月份降水量约占全年降水量的63%左右,最大降水量1241mm(1974年),最小降水量505.
5、3mm(1975年),集中降水月份为7、8、9三个月,降雪集中于12月至次年2月,最大积雪厚度280mm,冻土深度22cm。连云港地区全年主导风向为东南风,次导风向为北东风,平均风速为3.1m/s,极大风速达40m/s。全年无霜期为220天左右,年平均气温14.0,极端最低气温-18.1,极端最高气温40。水系基本属于淮河流域沂沭泗水系。沂沭地区的主要排洪河道新沂河、新沭河等均从市内入海,故有“洪水走廊”之称。境内还有玉带河、龙尾河、兴庄河、青口河、锈针河、柴米河、蔷薇河、善后河、盐河等大小干支河道40余条,有17条为直接入海河流,有盐河等河直接与运河及长江相通。2.2 地质概况2.2.1 地
6、形地貌连云港市北崮山西墅花园安置小区北坡边坡为古老变质岩系北崮山构造剥蚀山地,小区位于山地前缘堆积台地与海积平原,属两类以上地貌单元。北崮山地势为东高西低,山脉走向北西南东向,山地植被覆盖率较高。连云港市西墅花园小区东侧山体斜坡高程2577m,西侧安置小区地面高程3.15.7m,相对高差21.971.3m,岩质高切坡高度1942m,坡角6490。2.2.2 地层岩性根据现场钻探以及工程地质测绘调查结果综合分析,勘查区内分布地层主要有: 1、第四系填土主要为表层土,褐黄色,稍湿,由粘性土和植物根系组成,局部含大量碎石、块石,结构十分松散。该层在整个勘查区域内分布较广,但厚度均小于1m。2、第四系
7、残坡积层该层主要包括粉质粘土、块石和残积土三种地层。(1)粉质粘土:褐色-褐黄色,可-硬塑,稍湿-湿,土质较为均匀,含零星植物根系及砾石。(2)块石:灰白色,结构松散,母岩成分为片麻岩,包含10-30%的粘性土,粒径多为20-100cm,其中ZK2钻孔上部块石直径较大,达3.7m,钻探岩芯呈短柱状-长柱状,采取率也较高。在工程地质测绘调查过程中,坡体内表层块石分布较广,直径大小不等。(3)残积土:褐黄色,湿,可-硬塑,为片麻岩经风化作用后残留在原地形成的土,由于矿物成分的差异,颜色不均匀,局部呈现灰白色,含粘粒较多。3、片麻岩风化带(1)全风化片麻岩:灰白-灰绿色,原岩完全风化成为砂状,少量土
8、状,可鉴别其矿物成分主要为石英、长石和云母,手捏易碎,干钻尚可钻进。(2)强风化片麻岩:灰白-灰绿色,岩芯呈碎块状和短柱状,可辨其粒状变晶结构,片麻状构造,主要矿物成分为石英、长石和云母等。岩体节理裂隙发育,岩石质量指标RQD值均小于25%,为极差岩。现场采取岩石试样6件,经测试分析该层饱和单轴抗压强度平均值为6.9MPa,标准值为5.16MPa。该层在整个勘查区域内均有所分布。(3)中等风化片麻岩:灰白-灰绿色,岩芯呈短柱状和长柱状,清晰可见其粒状变晶结构,片麻状构造,岩体节理裂隙发育,节理面多被铁锰质侵染呈黑色或褐红色,主要矿物成分为石英、长石和云母等。岩石质量指标RQD值为70-90 %
9、,介于为较差-较好之间。现场采取岩石试样11件,经测试分析该层饱和单轴抗压强度平均值50.7MPa,标准值为41.2MPa。该层在整个勘查区域内均有所分布,但在勘探深度内均未揭穿。2.2.3 地质构造本区在大地构造上属中朝地台、鲁东古隆起地块。云台山平原与山东半岛、辽东半岛一起组成中国东部胶辽古陆,后经断裂作用,云台山与山东丘陵分开,形成一个被断裂所包围的上升地垒山块,在地质史中,仍然是黄海中的一列孤岛,经过漫长的地质历史过程,主要是第四纪以来,由于黄河泥砂沉积,逐渐形成黄、淮、海三大平原,使山东半岛与大陆相连,同时山东丘陵南麓的沂、沭、泗河冲积形成的三角洲不断南伸,逐步向海洲湾逼近。1191
10、1855年间黄河夺淮入海的大量泥砂淤积,造成了云台与大陆相连,并形成了现在的苏北平原。连云港区域基底是一套古老的中深变质岩系,基底之上缺失古生代和中生代沉积,直到中白垩纪才以小盆地的形式,接受了中生代晚期和新生代沉积。2.2.4 水文地质条件受地层岩性结构和地质构造影响控制,勘查区地下水按赋存条件可分为松散介质孔隙水和基岩裂隙水。(1)松散介质孔隙水赋存于北崮山坡体中第四系各种成因的松散堆积体中,多属上层滞水,主要受大气降水补给,沿坡体相对隔水层排泄。(2)基岩裂隙水赋存于岩体断层、裂隙中主要受大气降水补给,通过导水的裂隙系统补给深部含水层或向坡体外排泄。2.2.5 不良地质现象北崮山人类工程
11、活动形成的高切坡稳定性差,该区存在岩体崩塌及危石与滑坡地质灾害。(一)崩塌体及危石在岩质高切坡范围内,构成崩塌地质灾害类型主要有滑移式崩塌、倾倒式崩塌及坠落式崩塌,分布崩塌体共约47处,其规模方量大者可达1200m3以上,小者为30-100m3(如图2-1、2-2)。高切坡中部与上部分布的危石类型主要有低位与中位危石(15mh50m),分布地点达数十处(如图2-2)。其中崩塌体及危石1-37号,崩落方向为西侧,对小区危害较小;危石38、危石39、危石40、危石43、危石44、危石45、危石46、危石47崩落方向为南侧,与小区距离约为40米,但其规模方量为20-30m3,对小区影响较小;崩塌41
12、、崩塌42,崩落方向为南侧,与小区距离约为40米,规模为200-500m3,此类崩塌体与危石为高切坡爆破及卸荷产生,自稳能力差,暴雨等恶劣条件下会发生崩塌滚落破坏性事件,严重危及小区安危。图2-1 滑移式崩塌体图2-2 坠落崩塌体及危石(二)滑坡在高切坡南端上部为土质滑坡,沿高切坡长度约130m,宽约20多米,滑坡物质主要由粘土、碎石及块石组成,厚度1.5-4.0m,体积约6500m3,属浅层滑坡。目前该滑坡正处蠕动变形阶段,在坡顶前缘已出现了小方量的下滑土体,并逐渐向后山变形扩展(如图2-3)。暴雨等恶劣条件下易对小区产生危害。图2-3 高切坡南端土质滑坡3 边坡特征及稳定性评价3.1边坡边
13、界、规模、形态特征北崮山西墅花园安置小区北坡边坡位于连云港市连云区西墅村境内,高切坡平面形态为折线形,具有多处拐点,但总体呈北西走向,东侧端点坐标为X=63452.66,Y=28588.52,西侧端点坐标为X=63246.11,Y=28761.78,坐标平面系统为连云港市57城建坐标(下同)。坡向为南西向,长约313米,高14.5-35米,基本呈北高西低状态。边坡距建设中的西墅花园小区建筑物最近处仅20m,东侧为规划北疏港通道,目前也处于建设之中,并对东侧的部分坡体已经进行了治理(见图3-1)。挡 土 墙钢管桩治理区图3-1 建设中的规划北疏港通道对边坡的治理3.2边坡特征根据现场工程地质测绘
14、调查情况分析,整个边坡位于断层分布区,边坡出露岩体中可见断层的明显特征迹象,阶步与擦痕等(见图3-2),据位移迹象特征分析,该断层为一平移断层。阶 步擦 痕图3-2 断层面附近发育的阶步与擦痕根据边坡的岩土组成结构,将边坡划分为三个区,东西两侧均为岩质边坡区,中间部分上部为潜在滑坡区下部为岩质边坡区,分区全貌情况见图3-3、图3-4。西 侧 岩 质 边 坡 区下:岩 质 边 坡 区上:潜 在 滑 坡 区图3-3 边坡西侧两段分区全貌东 侧 岩 质 边 坡 区图3-4 边坡东侧分区全貌各分区特征分叙如下:1、西侧岩质边坡区:此段长度约为156米,起止点坐标依次分别为(X=63452.66,Y=2
15、8588.52)、(X=63371.32,Y=28704.52)。坡体完全由片麻岩体组成,上部仅有薄层土体分布,厚度小于0.5米。坡体高度28-34m不等,属于断层的下盘,岩体节理裂隙十分发育,坡体表面岩体破碎,加之边坡开挖时爆破形成许多危岩体。根据连云港市西墅花园安置小区北崮山南坡地质灾害危险性评估报告,该区域坡体共分布崩塌体及危石共约47处,并且在暴雨及振动影响下易发生坠落式崩塌或倾倒式、滑移式崩塌,并且安置小区距北崮山体局部相距很近为40米左右。2、中部岩质边坡区与潜在滑坡区:此段长度约为67m,起止点坐标依次分别为(X=63371.32,Y=28704.52)、(X=63329.99,
16、Y=28751.48),构造单元属于断层的上盘。根据岩土体组成结构以及变形情况,又分为上部潜在滑坡区与下部岩质边坡区。上部潜在滑坡区:根据钻探资料,该区域内上部覆盖物厚约2.1-4.7m。根据工程地质测绘资料,潜在滑坡区长约50m,均宽46m,平面呈“箕”形,面积2000m2,体积近6500 m3。潜在主滑方向为232,潜在滑坡面为上部覆盖物与下伏的片麻岩接触面。潜在滑坡区其正下方为已经建成的配电室、在建的住宅楼以及规划的停车场。目前,前缘已经发育两处小规模滑坍。下部岩质边坡区:位于潜在滑坡区的正下方,坡体由片麻岩强-中风化构成。坡高,属于断层破碎带区域,岩体十分破碎,出露岩体表面被节理裂隙切
17、割非常强烈,多呈块状、巨块状以及楔体(见图3-5)。潜 在 滑 坡 区 岩 质 面 坡 区 边 断 层 图3-5 边坡中部分区全貌3、东侧岩质边坡区:此段坡体近南北走向,总体呈北高南低的趋势,北侧坡体高约33米,南侧高约15米,整段长度约为90米,起止点坐标依次分别为(X=63329.99,Y=28751.48)、(X=63246.11,Y=28761.78)。坡体由上部薄层土体与下部片麻岩体组成,上部土体分布厚度均小于2米。属于断层的上盘,岩体节理裂隙十分发育,坡体表面岩体破碎。3.3 边坡近期变形特征目前,整个坡体所处的北崮山南坡未发现明显变形迹象,变形主要集中于坡面以及潜在滑坡区的前缘部
18、位。东西两侧岩质边坡变形主要为坡面上由于节理裂隙切割以及边坡开挖过程中爆破所产生的危岩体,仅东侧坡面就约有47处之多,部分危岩体具有随时崩落的可能性(图3-6)。图3-6 边坡坡面随时可能崩落的危岩体潜在滑坡区的变形主要为受前期强降雨影响前缘已经发育两处滑坍体(图3-7),根据现场调查,滑坍发生时间为2010年9月。两处滑坍体方量均小于20方,物质组成分为碎、块石混粘性土,东侧滑坍体直接造成一间民工临时住宿房间受损,为避免再次发生灾害,所有工人搬离该区域,致已经建成的临时住宿房间废弃。西侧滑坍体直接堆积于高压配电室的后侧,两处滑坍体均未造成人员伤亡。西滑坍体东滑坍体临时房屋配电室图3-7 潜在
19、滑坡区内的两处滑坍体全貌3.4 边坡影响因素分析1、大气降雨大气降雨是地下水的主要补给源。气候类型不同,大气降雨量也不同。由于不同地区的大气降雨量不同,即使其他条件相同,边坡的稳定性也不同。暴雨或长期降雨以及融雪过后,会出现边坡失稳增多的现象,这说明大气降雨对边坡的稳定性有很大的影响。大气降雨的增加提高了地下水的补给量,一方面降低岩体的强度,增大孔隙水的压力,使边坡滑动面的抗滑能力降低;另一方面增大边坡的下滑力,两者结合起来极大地降低了边坡的稳定,从而导致裂隙增加、扩大,影响边稳定性。目前,该边坡发育的两处滑坍体均与降雨有关。2、切坡不当的切坡往往使坡脚结构面或软弱夹层的覆盖层变薄或切穿,减小
20、坡体滑动面抗滑力,而边坡下滑力却没有相应减小,这样使边坡的稳定性降低。当结构面或软弱夹层的覆盖层被切穿时,结构面与边坡面构成不利组合,导致边坡产生结构面控制型失稳。3、隧道施工爆破根据现场工程地质测绘调查资料,该边坡所在山体中分布较多崩坡积块石,直径均较大,目前处于稳定状态。由于后期北疏港通道隧道施工爆破可能会产生较大的振动,可能会导致处于临界稳定状态的山体块石崩落。3.5边坡稳定性计算及评价3.5.1岩土物理力学参数指标各岩土层试验参数统计情况见表3-1。表3-1 室内试验成果统计表 项 目指 标有效样本个数最小值最大值平均值标准差变异系数强风化片麻岩天然单轴抗压强度(MPa)66.48.6
21、7.30.7830.107强风化片麻岩饱和单轴抗压强度(MPa)65.98.26.90.8980.131中风化片麻岩天然单轴抗压强度(MPa)1120.2886.0254.1124.5420.454中风化片麻岩饱和单轴抗压强度(MPa)1119.983.350.722.5770.445岩土各力学参数建议值根据原位测试成果、室内试验成果,同时参考附近类似地层其他工点,并结合钻探、地质调查情况及有关规范综合确定,岩土层物理力学参数建议值见表3-2。表3-2 岩土层物理力学参数建议值表 参 数 地 层天然容重g(kN/m3)饱和容重g(kN/m3)粘聚力C(kPa)内摩擦角j(o)饱和粘聚力C(kP
22、a)饱和内摩擦角j(o)饱和单轴抗压强度(Mpa)潜在滑体16.518.718161412全风化片麻岩19.019.530202515-强风化片麻岩23.023.5453530306中风化片麻岩27.027.57050604030.03.5.2 边坡稳定性计算1、边坡稳定性计算根据建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002)中相关规定,西墅花园小区边坡稳定性系数可按下列方法计算:各参数符号意义见规范。计算中,各岩土层物理力学参数取建议值(表3-2),计算结果为:东侧岩质边坡稳定性系数Ks为1.32,西侧岩质边坡稳定性系数Ks为1.21,中部边坡整体稳定性系数为1.14,三者均小于建筑边坡工
23、程技术规范(GB50330-2002)中5.3.1中规定的相应稳定性系数,因此应对边坡进行治理。2、潜在滑坡稳定性计算依据滑坡防治工程勘查规范(DZT0218-2006)中的相关规定,对于堆积层滑坡滑动面为折线型的可采用推力传递系数法计算其稳定系数。计算公式如下:求解稳定系数的条件是,各符号意义见相关规范本边坡在剖面22存在一潜在滑坡区,目前已发生的变形破坏和潜在的变形破坏都是以土体滑移变形模式为主,因此采用该方法进行稳定性计算。计算所采用参数为表3-2的建议值,经计算潜在滑坡目前稳定系数K为1.09,处于基本稳定状态。3.6边坡发展变化趋势及危害性预测综合分析工程地质钻探与测绘资料可以得出:
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